無機(jī)非金屬材料

1、新型無機(jī)非金屬材料1 無機(jī)非金屬材料種類繁多，功能各異，應(yīng)用十分廣泛，其歷史可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。 從我們的祖先用黏土制作陶器，到現(xiàn)代人通過光導(dǎo)纖維通訊聯(lián)系，人類利用自然界提供的各種資源，研制了許許多多的無機(jī)非金屬材料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奶沾?、玻璃器皿，煤氣爐具點(diǎn)火裝置使用的壓電陶瓷，電器設(shè)備中的半導(dǎo)體材料，電視顯像管中的熒光粉，磁帶和磁性陶瓷使用的磁性材料，醫(yī)療中使用的人造牙齒等，都屬于無機(jī)非金屬材料。23定義無機(jī)非金屬材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料

2、。是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。無機(jī)非金屬材料是與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一 4分類無機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統(tǒng)一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統(tǒng)的)和先進(jìn)的(新型的)無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。如水泥;耐火材料與高溫技術(shù),尤其與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展關(guān)系密切;各種規(guī)格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學(xué)玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān)；新型無機(jī)非金屬材料是具有特殊性能和用途的材料。主要有先進(jìn)陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無機(jī)涂層、

3、無機(jī)纖維等。 5發(fā)展歷程天然材料：原始人用天然巖石制作工具和武器，這些材料是最先使用的材料，屬無機(jī)非金屬材料的范圍6發(fā)展歷程傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料：也稱為硅酸鹽材料，因構(gòu)成材料的主要物質(zhì)為硅酸鹽，包括用陶土制作粗陶制品，花盆，彩陶等；采用更高級的材料制作的精陶。爍器：提高燒成溫度而獲得致密的瓷器-爍器；瓷器：從爍器出發(fā)，通過提高質(zhì)量而獲得致密的燒結(jié)構(gòu)白色胚體。陶瓷和瓷器合稱為陶瓷；在陶瓷的發(fā)展過程中，硅瓦，玻璃，水泥，耐火材料也在慢慢發(fā)展起來，都已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)。7發(fā)展歷程新型無機(jī)非金屬材料：隨著生產(chǎn)技術(shù)的向前發(fā)展，特別是自四十年代以來，在原有硅酸鹽材料的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了許多新型材料。它們是現(xiàn)代新技術(shù)

4、、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。8發(fā)展歷程復(fù)合材料：單一材料的性能和功能是不能完全滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代科技的要求的；需要將多種材料復(fù)合起來，以賦予其特殊性能和功能；復(fù)合材料將是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。91、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料水泥 玻璃陶瓷耐火材料10t11水泥生產(chǎn)原料：黏土、石灰石為主生產(chǎn)過程及條件：兩磨加一燒、高溫普通水泥的成分：硅酸三鈣 3CaO SiO2 硅酸二鈣 2CaO SiO2 鋁酸三鈣 3CaO Al2O3水泥的性能：水硬性（水泥砂漿 、混凝土）用途：建筑材料12檢索咨詢 水泥(cement)的硬化過程可以分為兩個階段。第一階段是水泥加水后逐

5、步發(fā)生水化反應(yīng)，從具有可塑性與流動性的水泥漿，變成非流動性的水泥顆粒并喪失可塑性。第二階段是水泥顆粒逐步吸收水，進(jìn)一步發(fā)生水化反應(yīng)，硬化成機(jī)械強(qiáng)度高的固體。水泥的硬化13水泥不宜久存生活向?qū)?保存不當(dāng)或存放時(shí)間太長會導(dǎo)致水泥受潮結(jié)塊，影響水泥的強(qiáng)度。受潮后的水泥表面結(jié)塊，從而喪失凝聚力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。輕微結(jié)塊的水泥，強(qiáng)度降低1020。即使在良好的儲存條件下，水泥也不宜儲存過久因?yàn)樗鄷湛諝庵械乃趾投趸?，發(fā)生質(zhì)變。據(jù)統(tǒng)計(jì)，儲存三個月后，水泥的強(qiáng)度降低1020，六個月后降低1530，一年后降低2540。購買水泥時(shí)要了解水泥的生產(chǎn)日期。1415 煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分?為什么在煉

6、鋼廠附近常建有水泥廠?請從資源充分利用的角度談?wù)勥@樣布局的好處。 煉鋼廠排出的爐渣含有多種化學(xué)成分，其中以氧化鈣、二氧化硅、硅酸鈣為主，氧化鈣含量一般都在50以上。這些都可用作水泥的生產(chǎn)原料，生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥，同時(shí)還可以利用產(chǎn)生的粉煤灰生產(chǎn)粉煤灰水泥。因此，為了提高原料的利用率，實(shí)現(xiàn)綠色工業(yè)的目標(biāo)，創(chuàng)造更多的效益，通常可在煉鋼廠周圍建水泥廠以便合理利用煉鋼爐渣。163、陶瓷17玻璃一種較為透明的固體物質(zhì)，在熔融時(shí)形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學(xué)氧化物的組成(Na2OCaO6SiO2),主要成份是二氧化硅。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來隔風(fēng)透光。

7、 18陶瓷陶瓷是以粘土為主要原料以及各種天然礦物經(jīng)過粉碎混煉、成型和煅燒制得的材料以及各種制品。陶器和瓷器的總稱。陶瓷的傳統(tǒng)概念是指所有以粘土等無機(jī)非金屬礦物為原料的人工工業(yè)產(chǎn)品。它包括由粘土或含有粘土的混合物經(jīng)混煉，成形，煅燒而制成的各種制品。由最粗糙的土器到最精細(xì)的精陶和瓷器都屬于它的范圍。 19 科學(xué)家用五個里程碑和三大技術(shù)突破來總結(jié)中國陶瓷的整個發(fā)展過程：1、新石器時(shí)代早期陶器的出現(xiàn)；2、新石器時(shí)代晚期印紋硬陶和商、周時(shí)期原始瓷的燒制成功；3、漢晉時(shí)期南方青釉瓷的誕生；4、隋唐時(shí)期北方白釉瓷的突破；5、宋代到清代顏色釉瓷、彩繪瓷和雕塑陶瓷的輝煌成就。20陶瓷的內(nèi)涵-陶器與瓷器陶器：陶器

8、是將具有可塑性的粘土，經(jīng)水濕潤后，成型，干燥，在700-1000攝氏度的低溫中燒造而成的堅(jiān)固的制品。21瓷器瓷器脫胎于陶器，中國（ china）最早發(fā)明的。瓷器發(fā)明的原因-陶器的缺陷。陶器的原料（來源廣泛，導(dǎo)致原料質(zhì)量參差不齊）燒制溫度低材料的密度低，強(qiáng)度低、吸水性（透水性）。解決方法：瓷器（原料、燒制溫度）。22傳統(tǒng)的陶瓷工藝 陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成的，制作瓷器的黏土較純凈。普通陶器較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具。23陶瓷的制作過程24采石制泥25陶練泥土26圓器拉坯27蘸釉28吹釉29成坯入窯30燒坯開窯31景德

9、鎮(zhèn)陶瓷32描述景德鎮(zhèn)的陶瓷有這樣一句話:薄如紙,聲如磬,色如玉.33耐火材料耐火度高于1580的無機(jī)非金屬材料。耐火材料與高溫技術(shù)相伴出現(xiàn)，大致起源于青銅器時(shí)代中期。中國東漢時(shí)期已用粘土質(zhì)耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀(jì)初，耐火材料向高純、高致密和超高溫制品方向發(fā)展，同時(shí)出現(xiàn)了完全不需燒成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纖維?，F(xiàn)代，隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、新能源技術(shù)的發(fā)展，具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱振、耐沖刷等綜合優(yōu)良性能的耐火材料得到了應(yīng)用。 34經(jīng)常使用的耐火材料有AZS磚、剛玉磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、碳化硅磚、氮化硅結(jié)合碳化硅磚,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;

10、氧化鈣、氧化鉻、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹?shù)饶突鸩牧稀?經(jīng)常使用的隔熱耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、絕熱板等。 經(jīng)常使用的不定形耐火材料有補(bǔ)爐料、耐火搗打料、耐火澆注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火噴補(bǔ)料、耐火投射料、耐火涂料、輕質(zhì)耐火澆注料、炮泥等。 35討論：傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料有哪些優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn)：抗腐蝕、耐高溫。缺點(diǎn)：質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊。36新型無機(jī)非金屬材料37超硬材料 碳化鈦、人造金剛石和立方氮化硼等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 高溫氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等難熔化合物 鐵電和壓電材料 鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛系材料等 導(dǎo)體陶瓷 鈉、鋰、氧離子的快離子導(dǎo)體和碳化硅等 半導(dǎo)體陶瓷 鈦酸鋇、氧化鋅、氧化錫、

11、氧化釩、氧化鋯等過渡金屬元素氧化物系材料等 生物陶瓷 長石質(zhì)齒材、氧化鋁、磷酸鹽骨材和酶的載體等 無機(jī)復(fù)合材料 陶瓷基、金屬基、碳素基的復(fù)合材料 磁性材料 錳-鋅、鎳-鋅、錳-鎂、鋰-錳等鐵氧體、磁記錄和磁泡材料等 高頻絕緣材料 氧化鋁、滑石、鎂橄欖石質(zhì)陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等 光學(xué)材料 釔鋁石榴石激光材料，氧化鋁、氧化釔透明材料和石英系或多組分玻璃的光導(dǎo)纖維等 人工晶體 鈮酸鋰、鉭酸鋰、砷化鎵、氟金云母等 38新型陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷（工程陶瓷）功能陶瓷具有機(jī)械功能、熱功能和部分化學(xué)功能的陶瓷，如納米陶瓷。具有電、光、磁、化學(xué)和生物特性，且有相互轉(zhuǎn)換功能的陶瓷屬于功能陶瓷，如生物陶瓷等。 結(jié)構(gòu)陶瓷

12、制品生物陶瓷制品391、結(jié)構(gòu)材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)材料與金屬材料的性能比較 耐高溫、耐腐蝕、硬度大、耐磨損、不怕氧化。 易受腐蝕、不耐氧化、不適合高溫時(shí)使用 40結(jié)構(gòu)陶瓷具有優(yōu)越的強(qiáng)度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨耗、高溫強(qiáng)度等特色，因此，它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役，因而成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。在空間技術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強(qiáng)度高、重量輕且長壽的結(jié)構(gòu)材料和防護(hù)材料，在這方面，結(jié)構(gòu)陶瓷占有絕對優(yōu)勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳-石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。未來空間技術(shù)的發(fā)展將更加依賴于

13、新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，在這方面結(jié)構(gòu)陶瓷尤其是陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。在軍事工業(yè)的發(fā)展方面，高性能結(jié)構(gòu)陶瓷占有舉足輕重的作用。例如先進(jìn)的亞音速飛機(jī)，其成敗就取決于具有高韌性和高可靠性的結(jié)構(gòu)陶瓷和纖維補(bǔ)強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用。在非常嚴(yán)苛的環(huán)境或工程應(yīng)用條件下，所展現(xiàn)的高穩(wěn)定性與優(yōu)異的機(jī)械性能，在材料加工工業(yè)上已倍受矚目，其使用范圍亦日漸擴(kuò)大。而全球及國內(nèi)業(yè)界對于高精密度、高耐磨耗、高可靠度機(jī)械零組件或電子元件的要求日趨嚴(yán)格，因而陶瓷產(chǎn)品的需求相當(dāng)受重視，其市場成長率也頗可觀。41高溫結(jié)構(gòu)陶瓷種類(1)氧化鋁陶瓷性 能 用 途 熔點(diǎn)高 坩堝、高溫爐管 硬度大 剛玉球磨機(jī) 透明

14、、耐高溫 高壓鈉燈燈管 高純氧化鋁透明陶瓷管氧化鋁陶瓷制品42(2)氮化硅陶瓷 氮化硅基陶瓷具有密度小、高強(qiáng)、高硬、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、自潤滑、隔熱、電絕緣等一系列優(yōu)良性能。 (3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、(4)人造寶石(請看下頁) 制造發(fā)動機(jī)部位的受熱面，提高柴油機(jī)的質(zhì)量，節(jié)省燃料（不用水冷卻，減少熱散失）。Si3N4基陶瓷球軸承氧化鋯陶瓷碳化硅陶瓷沙漠車氮化硅陶瓷部件43人造寶石 紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。 紅寶石呈現(xiàn)紅色是由于其中混有少量含鉻化合物； 而藍(lán)寶石呈藍(lán)色則是由于其中混有少量含鈦化合物。 紅寶石和藍(lán)寶石及人造寶石44 金剛石是目前已知的

15、最硬的材料，可以用來切削和刻劃其他物質(zhì)，被用于鉆探、磨削等行業(yè)。 但是，由于天然金剛石非常少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)和科研的需要。科學(xué)家們通過對石墨和金剛石同素異形體結(jié)構(gòu)的研究，指出了在一定條件下使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的可能性。 1955年，美國首先用石墨合成出金剛石，這是材料合成領(lǐng)域的一項(xiàng)重大成就。 目前，世界上用石墨合成金剛石的研究發(fā)展很快，我國在這方面的研究也在飛速發(fā)展，許多城市都建有人造金剛石的工廠和研究所，以滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。金剛石金剛石鋸片45人造金剛石鋸片464748Si3N4基陶瓷球軸承49高純氧化鋁透明陶瓷管5051新型陶瓷的用途之一:航天飛機(jī)的“防火衣”防熱瓦生產(chǎn)過程：使用硅土黏合

16、劑將低密度非晶硅增強(qiáng)纖維粘合成長15cm，寬15cm，厚210cm的拱形瓦，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，再在表面涂上一層高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，就成了一塊防熱瓦52航天飛機(jī)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用53防熱瓦的優(yōu)點(diǎn)：耐熱（可承受2000）防潮耐磨超群的隔熱能力反射太陽光可重復(fù)使用54資料:兩年半前，正是由于塑料泡沫部件在發(fā)射時(shí)撞壞了一片防熱瓦，導(dǎo)致美國的“哥倫比亞”號返航時(shí)在空中解體。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用55高溫結(jié)構(gòu)陶瓷之所以在航天事業(yè)上的有如此優(yōu)秀的表現(xiàn),因?yàn)樗哂心透邷?、耐氧化、超?qiáng)、超硬等優(yōu)點(diǎn)，它可以在各種惡劣環(huán)境下使用，同時(shí)，也是制造汽車發(fā)動機(jī)，噴氣發(fā)動機(jī)的理想材料，可以大大提高能源的利用率，可以使汽車跑得更快，飛機(jī)飛

17、得更高。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用56功能陶瓷功能陶瓷是一類頗具靈性的材料，它們或能感知光線，或能區(qū)分氣味，或能儲存信息因此，說它們多才多能一點(diǎn)都不過分它們在電、磁、聲、光、熱等方面具備的許多優(yōu)異性能令其他材料難以企及，有的功能陶瓷材料還是一材多能呢！而這些性質(zhì)的實(shí)現(xiàn)往往取決于其內(nèi)部的電子狀態(tài)或原子核結(jié)構(gòu)，又稱電子陶瓷。57大名鼎鼎的超導(dǎo)陶瓷材料就是功能陶瓷的杰出代表。1987年美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧陶瓷在98K時(shí)具有超導(dǎo)性能，為超導(dǎo)材料的實(shí)用化開辟了道路，成為人類超導(dǎo)研究歷程的重要里程碑。壓電陶瓷在力的作用下表面就會帶電，反之若給它通電它就會發(fā)生機(jī)械變形。電容器陶瓷能儲存大量的電能，目前全世界每年生

18、產(chǎn)的陶瓷電容器達(dá)百億支，在計(jì)算機(jī)中完成記憶功能。而敏感陶瓷的電性能隨濕、熱、光、力等外界條件的變化而產(chǎn)生敏感效應(yīng)：熱敏陶瓷可感知微小的濕度變化，用于測溫、控溫；而氣敏陶瓷制成的氣敏元件能對易燃、易爆、有毒、有害氣體進(jìn)行監(jiān)測、控制、報(bào)警和空氣調(diào)節(jié)；而用光敏陶瓷制成的電阻器可用作光電控制，進(jìn)行自動送料、自動曝光、和自動記數(shù)。磁性陶瓷是部分重要的信息記錄材料。 58此外，還有半導(dǎo)體陶瓷、絕緣陶瓷、介電陶瓷、發(fā)光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推進(jìn)劑陶瓷、太陽能光轉(zhuǎn)換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術(shù)陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜等，在自動控制、儀器儀表、電子、通訊、能源

19、、交通、冶金、化工、精密機(jī)械、航空航天、國防等部門均發(fā)揮著重要作用。 59超導(dǎo)陶瓷：所謂超導(dǎo)現(xiàn)象就是金屬的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)金屬的溫度降低時(shí)，它的電阻減小,當(dāng)溫度降到-269（液氮溫度，為4K）左右時(shí)，水銀的電阻變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象我國研制的超導(dǎo)陶瓷的臨界溫度為77K，處于世界領(lǐng)先水平。 60壓電陶瓷壓電陶瓷是經(jīng)過特殊處理的陶瓷。在力的作用下能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換。 61壓電陶瓷的用途非常廣泛。下面我們來舉其中幾例： 聲音轉(zhuǎn)換器 聲音轉(zhuǎn)換器是最常見的應(yīng)用之一。像拾音器、傳聲器、耳機(jī)、蜂鳴器、超聲波探深儀、聲納、材料的超聲波探傷儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉(zhuǎn)換器。如兒童玩具上的蜂

20、嗚器就是電流通過壓電陶瓷的壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動，而發(fā)出人耳可以聽得到的聲音。壓電陶瓷通過電子線路的控制，可產(chǎn)生不同頻率的振動，從而發(fā)出各種不同的聲音。例如電子音樂賀卡，就是通過壓電效應(yīng)把機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為交流電信號。 應(yīng)用62在生物醫(yī)學(xué)工程中，可以用壓電陶瓷探測人體信息和進(jìn)行壓電超聲治療。由于體內(nèi)的各種組織對超聲波有不同的反射和透射作用，壓電陶瓷發(fā)生的聲波在人體內(nèi)傳輸，返回來經(jīng)壓電陶瓷接受又變成電信號顯示在屏幕上，據(jù)此可以判斷內(nèi)臟組織的情況。而且進(jìn)入人體的超聲波達(dá)到一定的強(qiáng)度的時(shí)候，能使組織發(fā)熱并輕微震動。這種震動可以對一些疾病起治療作用。63壓電引爆器 自從第一次世界大戰(zhàn)中英軍發(fā)明了坦克，并首次在法

21、國索姆河的戰(zhàn)斗中使用而重創(chuàng)了德軍后，坦克在多次戰(zhàn)斗中大顯身手。然而到了20世紀(jì)六七十年代，由于反坦克武器的發(fā)明，坦克失去了昔日的輝煌。反坦克炮發(fā)射出的穿甲彈接觸坦克，就會馬上爆炸，把坦克炸得粉碎。這是因?yàn)閺楊^上裝有壓電陶瓷，它能把相碰時(shí)的強(qiáng)大機(jī)械力轉(zhuǎn)變?yōu)樗查g高電壓，爆發(fā)火花而引爆炸藥。 64壓電打火機(jī) 現(xiàn)在煤氣灶上用的一種新式電子打火機(jī)，就是利用壓電陶瓷制成的。只要用手指壓一下打火按鈕，打火機(jī)上的壓電陶瓷就能產(chǎn)生高電壓，形成電火花而點(diǎn)燃煤氣，可以長久使用。所以壓電打火機(jī)不僅使用方便，安全可靠，而且壽命長，例如一種鈦鉛酸鉛壓電陶瓷制成的打火機(jī)可使用100萬次以上。 65防核護(hù)目鏡 核試驗(yàn)員帶上用

22、透明壓電陶瓷做成的護(hù)目鏡后，當(dāng)核爆炸產(chǎn)生的光輻射達(dá)到危險(xiǎn)程度時(shí)，護(hù)目鏡里的壓電陶瓷就把它轉(zhuǎn)變成瞬時(shí)高壓電，在1/1000 s里，能把光強(qiáng)度減弱到只有1/10000，當(dāng)危險(xiǎn)光消失后，又能恢復(fù)到原來的狀態(tài)。這種護(hù)目鏡結(jié)構(gòu)簡單，只有幾十克重，安裝在防核護(hù)目頭盔上攜帶十分方便。 66壓電陶瓷敏感性很強(qiáng)，能精確測出微弱的壓力變化，甚至可以檢測到十幾米外昆蟲拍打翅膀所引起的空氣震動，所以，人們用它來制造指針測量裝置時(shí)最好不過了。6768磁性陶瓷磁性陶瓷是一種帶磁性的陶瓷材料。由于他的電阻比金屬磁性材料高的多，加之原料豐富，生產(chǎn)成本低，因而被用作電子計(jì)算機(jī)磁性存儲器的磁芯和電子設(shè)備的微波元件等，很有發(fā)展前途

23、。69眾所周知，通常陶瓷不導(dǎo)電，是良好的絕緣體。例如在氧化物陶瓷中，原子的外層電子通常受到原子核的吸引力，被束縛在各自原子的周圍，不能自由運(yùn)動。所以氧化物陶瓷通常是不導(dǎo)電的絕緣體。然而，某些氧化物陶瓷加熱時(shí)，處于原子外層的電子可以獲得足夠的能量，以便克服原子核對它的吸引力，而成為可以自由運(yùn)動的自由電子，這種陶瓷就變成導(dǎo)電陶瓷?，F(xiàn)在已經(jīng)研制出多種可在高溫環(huán)境下應(yīng)用的高溫電子導(dǎo)電陶瓷材料：碳化硅陶瓷的最高使用溫度為1450，二硅化鉬陶瓷的最高使用溫度為1650，氧化鋯陶瓷的最高使用溫度為2000，氧化釷陶瓷的最高使用溫度高達(dá)2500。導(dǎo)電陶瓷70韌性陶瓷普通的陶瓷制品往往有許多細(xì)微裂紋，當(dāng)受到外力

24、作用時(shí)，細(xì)微裂紋會不斷擴(kuò)展，并匯集成粗大裂紋，最后碎裂。針對陶瓷的這一弊端，科學(xué)家們研究出了防止細(xì)微裂紋的擴(kuò)展的有效方法，支撐了難以打碎的“韌性”陶瓷。71經(jīng)過特殊處理的韌性陶瓷，還有強(qiáng)度大，硬度高、不怕化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。如果用它來做菜刀、剪刀、鋸、斧頭等日用工具，其堅(jiān)硬程度可與鋼鐵制品相媲美，而且不會生銹，更適合切生吃食物和熟食。另外，韌性陶瓷還可以用來制造防彈盔甲、人造骨骼、人造關(guān)節(jié)和手表外殼等。日本、美國、德國等一些發(fā)達(dá)國家還采用韌性陶瓷替代金屬材料來制造發(fā)動機(jī)，這種發(fā)動機(jī)體積小、重量輕、熱效率高，用同樣的燃料可以使汽車多跑30%的路程，是一種高效的節(jié)能發(fā)動機(jī)。72介質(zhì)陶瓷介質(zhì)陶瓷的電阻很

25、大，能夠承受較強(qiáng)的電廠而不被擊穿破壞，主要有電絕緣和電容器陶瓷。73低溫陶瓷低溫陶瓷是一種在液氮沸騰狀態(tài)下制成的陶瓷制品。低溫陶瓷是這樣制成的：首先將鹽溶液以績效的霧珠噴入沸騰的液氮中，凝結(jié)成細(xì)小的冰珠。然后送入真空室，蒸去水分，形成陶瓷。在現(xiàn)代科技發(fā)展中，低溫陶瓷有著廣泛的應(yīng)用。用于電腦，可將運(yùn)算速度大幅度提高，使畫面更加清晰。用這種陶瓷制作的錄像機(jī)磁頭使用上千個小時(shí)后，幾乎沒有什么磨損，其壽命是普通磁頭的5倍，所錄制的影片圖像的清晰度可以使人類產(chǎn)生身臨其境的感覺。74透明陶瓷和納米陶瓷 一般陶瓷因?yàn)閮?nèi)部有雜質(zhì)和氣孔而不透明。用高純度的原料可獲得透明陶瓷。這些透明陶瓷不僅光學(xué)性能優(yōu)異，而且耐

26、高溫，熔點(diǎn)一般都在2 000以上。透明陶瓷的透明度、強(qiáng)度、硬度都高于普通玻璃。用透明陶瓷制造高壓鈉燈，發(fā)光效率比高壓汞燈高一倍，使用壽命可達(dá)2萬小時(shí)。 人們把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級，便得到了納米陶瓷。納米陶瓷成功地解決了陶瓷易碎的問題。納米陶瓷還具有延展性，如室溫下合成的Ti02陶瓷可以彎曲，塑性、韌性好。納米氧化鋯陶瓷顆粒75 采光、隔熱及裝飾都需要使用玻璃。色彩斑斕的玻璃器皿和玻璃工藝品美化了人們的生活。 普通玻璃的暗綠色、淺棕色是因?yàn)榉謩e含有氧化亞鐵和氧化鐵等雜質(zhì)。2形形色色的玻璃76彩色玻璃：普通玻璃氧化鈷（Co2O3）氧化亞銅（Cu2O）氟化鈣（CaF2）二氧化錳（MnO2）藍(lán)色

27、玻璃紅色玻璃紫色玻璃乳白色玻璃77特種玻璃特種玻璃指除了平板玻璃和日用器皿玻璃以外，采用精制、高純或新型原料，采用新工藝在特殊條件下或嚴(yán)格控制形成過程制成的具有特殊功能或特殊性能或特殊用途的新型玻璃，包括經(jīng)玻璃晶化獲得的微晶玻璃等。它們是在普通玻璃所具有的透光性、耐久性、氣密性、形狀不變形、耐熱性、電絕緣性、組成多樣性、易成形性和可加工性等優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，通過使玻璃具有特殊的功能，或?qū)⑸鲜瞿稠?xiàng)特性發(fā)揮極致，或?qū)⑸鲜瞿稠?xiàng)特性置換成為另一種特性，或犧牲上述某項(xiàng)特性而賦予某項(xiàng)有用的特性后獲得的。78普通玻璃加入適量溴化銀、氧化銅的微小晶粒熱處理變色玻璃主要反應(yīng)：2 AgBr = 2Ag + Br2

28、 光CuO2Ag + Br2 2 AgBr變色玻璃79鍍膜玻璃 是指在玻璃表面鍍金屬膜。外形美觀，可以阻擋紅外線、紫外線的穿透。80 對普通玻璃進(jìn)行處理可以改善玻璃的性能。鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度大，抗震，不易破碎，即使破碎也不會形成有棱角的碎片；刻花玻璃上雕刻有各種精美的花紋圖案；鍍膜玻璃可以做鏡子、玻璃幕墻等。你知道它們是經(jīng)過怎樣的工序加工制得的嗎?8182玻璃加工1、玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，就可以得到鋼化玻璃。2、氫氟酸(HF)對玻璃具有腐蝕作用，可用于在玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀 器(量筒、滴定管等)上標(biāo)注刻度及文字。氫氟酸與玻璃發(fā)生的反應(yīng)可以表示為： SiO2+4HF=S

29、iF4+2H2O3、在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常用的方法。83玻璃加工4、夾層玻璃 夾層玻璃受到撞擊時(shí)只會裂開，而不會粉碎。夾層玻璃共有三層，兩層玻璃夾著厚度約為0.76mm的中間層。夾層玻璃中間層的材料通常為性能較好的聚乙烯醇丁醛（PVB）。當(dāng)玻璃受到撞擊而損壞時(shí)，中間的膠片便可粘著外面的玻璃，防止碎片四處飛散。玻璃聚乙烯醇丁醛玻璃84幾種玻璃的特性和用途種類特性用途普通玻璃高溫下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯彩色玻璃氧化鈷（Co2O3) 藍(lán)色氧化亞銅（Cu2O) 紅色二氧化錳（MnO2)紫色氟化鈣

30、（CaF2)乳白色鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂運(yùn)動器材，微波通訊器材，汽車、火車的窗玻璃等玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服、玻璃鋼等光學(xué)玻璃透光性能好，有折光性和色散性眼鏡片，照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等中的凹凸透鏡石英玻璃膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光化學(xué)儀器，高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼，光導(dǎo)纖維，壓電晶體等有機(jī)玻璃高度透明性，機(jī)械強(qiáng)度高 ，重量輕 ，易于加工 門窗等85微晶玻璃微晶玻璃是由微小晶體組成的玻璃，為玻璃家族中具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和特性的成員。由于他和陶瓷有著相似的結(jié)構(gòu)，所以又被稱為“玻璃陶瓷”微晶玻璃的硬度高，抗彎強(qiáng)度時(shí)普通玻璃的

31、7-12倍，軟化溫度很高，在900攝氏度以上的高溫時(shí)，即使突然投入水中也不會炸裂。它的膨脹系數(shù)可以調(diào)整，甚至可以為零。真是由于它所具有的優(yōu)異特性，在各個領(lǐng)域發(fā)揮出新奇的作用。86例如，經(jīng)過精心制作的光敏微晶玻璃，具有良好的的電學(xué)性質(zhì)和化學(xué)加工性能，可以用來制造印刷線路板的機(jī)片和樓板，還可以制造射流元件，利用它的化學(xué)蝕刻功能，可以在指甲那么大的玻璃上打出上萬個孔。利用光敏微晶玻璃之城的高級裝飾品和藝術(shù)珍品，工藝精湛，造型美觀，深受人們的歡迎。利用某些微晶玻璃所具有的熱縮冷脹的特性，靈活調(diào)整它的膨脹系數(shù)，可以廣泛用于熱工儀表、廚房用具、醫(yī)學(xué)和建筑材料等領(lǐng)域。利用微晶玻璃做成的凹鏡，精度不受環(huán)境溫度

32、的影響，在大型反射式望遠(yuǎn)鏡中大顯身手。87微晶玻璃容易進(jìn)行成型加工，在短時(shí)間內(nèi)可以乃高溫，可以用來做導(dǎo)彈的彈頭防護(hù)罩，在導(dǎo)彈飛行時(shí)能輻射大量的熱，從而能夠降低導(dǎo)彈溫度。此外，還可以用作火箭、人造衛(wèi)星和航天飛機(jī)的機(jī)構(gòu)材料，在機(jī)械工業(yè)上制造滾動軸承、告訴切削工具、熱交換器等耐磨、耐熱的機(jī)械零件。一些特殊性能的微晶玻璃還可以用來加工成人工關(guān)節(jié)、人工牙等人體部位的代用品。近幾年，日本新建的陳展或者車站翻新時(shí)，其內(nèi)、外墻大多改用微晶玻璃板，如名古屋附近的陳展、箱崎地鐵站等。另外，在位數(shù)眾多的商業(yè)建筑、娛樂設(shè)施及工業(yè)建筑的飾面裝修中采用微晶玻璃者更可以比比皆是。這些建筑物改變都市、鄉(xiāng)村的風(fēng)貌，實(shí)實(shí)在在顯示微晶玻璃板勢必成為21世紀(jì)建材界的新寵。88玻璃微珠平時(shí)我們看電影得到電影院，電影開始放映時(shí)，必須關(guān)閉所有燈光，在黑暗中才能保證清晰地看到電影畫面。但是，國外有一種大白天在露天放映的電影，一樣可以看得清清楚楚。秘密在于它的銀幕。這種“白晝電影”銀幕時(shí)由一種玻璃物質(zhì)構(gòu)成的，這種銀幕會使電影畫面顯得更加清晰。從表面上看，好像銀幕時(shí)由